Как изменить вязкость смазки

Смазочные истории. Базовая вязкость
Смазочные истории. Основа и загуститель.

В предыдущих главах я очень много рассказывал про характеристики смазок, но видимо большой объем теоретической информации пугает людей, и даже искренне заинтересованные люди в какой-то момент сдавались и приходили к выводу «а может я лучше его просто спрошу».

Поэтому мы снова вернемся к вопросу вязкостей, а заодно немного поиграем с заморозками.
Даже с парой видео ближе к концу.

Итак, вязкость — это физическое свойство смазки оказывать сопротивление сдвигу. Когда у нас на две поверхности трения нанесена смазка, то при их движении относительно друг друга, в идеальном случае (гидродинамическом трении) трение имеет место только между слоями смазки. Чем смазка более вязкая, тем сопротивление трению выше, чем смазка менее вязкая — тем сопротивление ниже.
Соответственно, вязкая смазка — это повышенные затраты на трение, и рост температуры. Естественно у вас возникнет вопрос — ну и пес тогда с этой вязкостью, давайте туда самую маловязкую смазку!

Но у любой медали есть две стороны. Чтобы у нас был этот самый идеальный случай — гидродинамическое трение, у нас должен образоваться масляной клин между поверхностями, причем такой, чтобы нагрузка на поверхности его не прожимала (не выдавливала масло). Собственно масляной клин по своей «упорности» зависит от двух параметров — кинематической вязкости при текущей температуре и… скорости движения смазки (или плоскостей относительно нее).

Говоря простым языком, чем быстрее крутится наш подшипник скольжения — тем более упругий клин. Или чем более вязкая смазка — тем более упругий клин. И чем выше наша нагрузка на точку трения, тем быстрее должно быть смещение в ней поверхностей (например вращение втулки вокруг пальца) или тем более вязкая смазка применена.

Как итог, в каждый узел применяется смазка со своей вязкостью:

Например, в высокоскоростные подшипники генератора применяется маловязкая смазка, 25-50сст при 40гр, так как нагрузки там не очень большие, а вот обороты гигантские, и даже такая маловязкая смазка обеспечит необходимый масляной клин. Слишком вязкая же смазка перегреет подшипник.
В подшипники же тяжелой строительной техники применяется смазка вязкостью 500-800+ сст при 40гр, потому что там скорость сдвига 1-2об/м, а удельные нагрузки в десятки и сотни килограмм.

Что произойдет, если мы применим в узел слишком маловязкую смазку? Тогда при нагрузке у нас масляной клин прожмется, и вместо гидродинамического трения начнется граничное, когда частично трутся друг о друга поверхности трения. Смазка в этой ситуации еще работает, но уже немного иначе — предотвращает «сваривание» — т.е. задиры поверхности. И эта характеристика смазки носит название «нагрузка сваривания». чем она выше, тем смазка лучше отработает граничное трение если что (внезапная ударная нагрузка, или просто временный перегруз).
Типовое значение этого параметра для дешевых смазок на литиевых и прочих мылах достигает 1400-1800Н Современные смазки могут иметь 3000-4000-5000Н. Но в правильно спроектированном узле с правильной смазкой граничное трение вообще не должно по сути возникать, кроме как момент старта узла (пока не набрал обороты) и остановки (пока они гасятся).

В какой же ситуации смазка подходящая под узел по вязкости может себя повести плохо? — при отклонении температуры от расчетной. Если температура упала слишком сильно, вязкость сильно выросла, и узел стал тугой (если вообще не замерз нахрен). Если температура слишком выросла, то вязкость упала и масляной клин может прожиматься.
Тут важно отметить, что у синтетики зависимость изменения вязкость от температуры более слабая, чем у минеральных масел. Т.е. синтетика и при разогреве медленнее теряет вязкость, и при охлаждении медленнее набирает. Этим кстати и обусловлены отличные низкотемпературные показатели синтетических масел.

Посмотрим, для примера на типичный узел, нуждающийся в нашем присмотре — крестовины кардана, то что близко многим владельцам 4х4.

Типовая смазка, которая шла туда в прошлом тысячелетии ))) имела вязкость около 90сст при 40гр — например 158я. При разогреве до рабочей температуры жарким летом вязкость этой минералки проседала до 20-30сст, и этого было вполне достаточно для этого узла. Конечно, зимой вязкость нарастала до совершенно негуманных величин в 1000-2000сст, вплоть до замерзания. И в условиях крайнего Севера закладывали так называемые морозостойкие смазки, которые имели искомые 20-30сст при хотя бы 40градусах. Естественно, если их оставить на лето, в жару их вязкость падала до значения ниже 10сст, и масляного клина они в крестовинах не образовывали.

Как заменитель 158 допускался литол, который имел вязкость около 70сст при 40гр. Соответственно летом он был похуже чем 158я, а зимой мог быть чуть более морозостойким.

Обращаясь к часто встающему вопросу «плохо или хорошо использовать Литол24» хочу еще раз подчеркнуть — это вполне рабочая, как и 158я смазка. Ее минусы связаны не с тем, что она вообще не может работать в современных узлах, а с тем, как она будет работать. У нее может низкая коллоидная стабильность, она будет относительно легко вымываться, у нее не лучшие показатели верхней рабочей температуры, но тем не менее в тех узлах, в которые подходит ее вязкость она какое-то время работать будет.

В чем же преимущества более дорогих современных смазок, спросите вы?
На самом деле, ряд смазок от иностранных, да и российских брендов — это раскрашенный литол. У него может быть немного выше максимальная рабочая температура, лучше (как правило всегда) нагрузка сваривания, неплохая вымываемость и хорошая стабильность, но в общем — это есть суть литол. Вдобавок отягощенный тем, что эти «универсальные смазки» имеют как правило «универсальную» вязкость 200-220 стт (во многом ориентированную на промышленность), а это вязковато для тех же самых крестовин в условиях средней полосы. Более того, широко распространенный Мобил XHP222 с точки зрения морозостойкости напрочь сливает Литол24 (сказывается что вязкость больше, а масла так же минеральные).

«Ыыы», закричали суровые русские мужики, «мы так и знали», и начали намазывать литол на хлеб, радостно хлопая друг друга по плечам. :)) Можете уже присоединиться к ним.

Тут надо учесть, что настоящие автомобильные смазки в афтермаркет попадают очень редко и скудно, и действительно почти весь ассортимент доступных недорогих «крашенных литолов» — смазки не автомобильные, а общего назначения, и поэтому у нашего посконного Литол24 выигрывают только на проценты, и доли процента при автомобильном применении. Иначе говоря, кардан, который в условиях средней полосы (температура от -15 в среднем зимой до 25 в среднем летом) постоянно шприцуют 158й смазкой или литолом каждые 5 тысяч километров (или каждое серьезное купание в воде) прослужит практически столько же сколько и кардан, который каждые 5 тысяч километров шприцуют хорошим «крашенным литолом».
Мои имхо, что разница в ресурсе будет минимальна.

Изменения в ресурсности возникнут только в случае:
— экстремально высоких температур (жаркое лето) или нагрузок (бездорожье, подьемы) (продавливание масляного клина до граничного трения и низкая нагрузка сваривания литола)
— регулярных водных процедурах без перешприцовки
— увеличении интервала шприцевания до 10,15, 20 тысяч километров.

Правда, если мы заменим минеральный крашенный литол на синтетический, мы можем при этом получить лучшую совместимость с эластомерами, меньшие колебания вязкости при температурных экстремумах (А значит при -30 потери на крестовинах и шлицах будут ниже, и продавливание клина на крестовинах и шлицах при +35 будет более редким), лучшую стабильность и возможно, но не обязательно, лучшую стойкость к вымыванию водой, лучшую антикорность (за счет присадок)

Еще интересный вариант можно получить применив смазку на сульфанате кальция — с повышенной водостойкостью, нагрузочной способностью и антикоррозионными свойствами вытекающими из самого загустителя. В этом случае, исходя из общих соображений, результат купания в воде скажется на крестовинах и шлицах существенно позднее, чем в случае применения смазки на загустителе типа лития. И если у вас нет возможности шприцеваться после каждой глубокой лужи, не говоря уж о броде — вариант с сульфанатом должен максимально продлить ресурс.

Варианты с полимочевиной применять в карданах можно, но особого смысла я не вижу — преимущества полимочевины лежат в области высоких температур и больших скоростей сдвига.

А куда еще в принципе в современном автомобиле можно применить литол-24? И вот тут как бы и возникает вопрос. С его вязкостью и температурным диапазоном его удел только низко-среднескоростные, холодные подшипники без особых нагрузок. Которые вдобавок легко пересмазывать.
Так как в высокоскоростные подшипники ГРМ, генератор, ролики идут смазки на полимочевине и качественном комплексе лития, с вязкостью 22-50сст и температурным диапазоном вплоть до 170гр, что позволяет работать при 120гр сотнями часов (литол при такой температуре уже коксуется). В ступичные нужна смазка с большей нагрузкой сваривания. В шаровые, пыльники рулевых тяг и линков — нужна более вязкая смазка. В наружние ШРУС — с молибденом, а в внутренние ШРУС — с высокой верхней температурной границей и консистенцией 1- 1.5 NGLI ( а не 3 как у литола).

Вот и выходит, что литол — неплохая, рабочая смазка, но в современном автомобиле ее применить особо некуда, и даже на петли дверей это совсем не лучший вариант.

Ну а теперь слайды
Сначала первое видео. В холодильнике выдерживались сначала 4 смазки.

При -24х 18 часов (ну часть этого времени они были комнатной температуры и остывали)

Amsoil Multi Purpose (160сст, до -40) (типа синтетика, но скорее всего микс) NGLI2 Кальций-Сульфонат
Chevron RPM Arctic grease (22сст, -27 прокачиваемость, -50 рабочая) (маловязкая минералка видимо) NGLI1 Полимочевина
Huskey HLT-500 (47сст, -60) (типа полная синтетика) NGLI2, предположительно загуститель Силикагель
LM Merhzamfett (100сст, -30) (минералка) NGLI2, Литий комплекс.

Если кому лень смотреть и слушать видео, краткий результат:
Как и положено маловязкой смазке, Шеврон на тот момент был вполне мягкий и нажористый
Huskey так вообще как потаявшее масло (ну с ее-то нижней границей и всего 50сст)
Ликви для минералки с вязкостью 100сст вообще выглядел красавчиком.
Амсойл с учетом вязкости 160сст и сульфанатного загустителя

Немного подумав, я решил что счастье было недолгим, включил холодильник на непрерывный режим работы компрессора, законопатил щели, открыл на кухне окно и сбегал наконец за еще смазками

Литол-24 70сст
Солидол-Ж ~100сст
Textar Hydrotec 220сст
TRW PFG211 300сст
Какая-то смазка из комплекта бензопилы Хускварна
До кучи керамическая паста ЛиквиМоли для задней стороны колодок
и два подшипника — один дешевый с Южного порта, второй японский, 20летний, с стеклоочистителя Делики. Ну это так, если уж получать …люли от жены за автомусор в морозилке, так уж чтоб не зря.

Те, кому опять же лень смотреть и/или слушать видео, краткие итоги под видео.

Температура опустилась до -27. Ну и смазки из первого видео пролежали еще считай сутки.
К моему удивлению, это сказалось на их состоянии, а значит возможно и литолы/солидолы нужно морозить еще сутки чтобы уж их пробрало.

Шеврон стал ощутимо гуще. Т.е. заявленные в ТДС -27 как граница пластичности верна — централизованный насос его уже не прокачает. Так-то он как смазка еще рабочий, но стал ощутимо гуще чем в первый заход.
Huskey к моему вящему удивлению, тоже стала существенно гуще. Опять же, ее по прежнему можно продавливать фольгинкой, но уже не такая размазня как была в первом видео
Карданный Ликвимоль стал тянуться как нутелла. Но к вящему удивлению для своих 100сст и минеральной основы он вполне работоспособен при -27, а значит -30 в его TDS настоящие, а не липовые. Подшипники конечно будут с ним крутится туго, но все же будут крутится. Замечу, что даже в тесте Белководуса при -47 этот ЛМ выглядел хорошо на фоне некоторых других смазок.
Самый густой в подборке Амсойл стал самым густым Он не твердый, он пластичный, но в целом я ожидал большего, ведь в его ТДС приведен момент сдвига подшипника на нем при -40 и он достаточно небольшой.

Дальше начались интересные истории, которые я пока что объясняю малым временем выдержки в морозилке

Литол-24 сохранил вполне приличную пластичность. Т.е. подтверждением тезиса «да оно мерзнет в любой мороз» пока здесь и не пахнет, правда и вязкость его всего 70сст.
Также себя ведет и Солидол. Предполагаю что этих братцев надо выдержать подольше и сравнить.

Обе смазки для тормозов (направляющих) (TRW и Textar), в силу того что они полиалкиленгликолевые, а значит по умолчанию чисто синтетические остались пока очень пластичными. Посмотрим, что они запоют еще через сутки, но по сути их основы до -40 никаких проблем с ними быть не должно в принципе.
Хускварновская смазка загустела, но пока не в камень. Но с ней пес ее знает что она такое, возможно просто «литол» в мелкой фасовке.

Ну и интересно с подшипниками. Дешевый подшипник крутится, но требует усилия от пальца. Японский 20летний подшипник крутится легко и даже немного прокручивается от толчка пальцем по инерции.
Вот это, по идее, пример того, как различаются в работе подшипника при -27 литол, который скорее всего забит в дешевый подшипник, и 100% синтетика японского разлива 22 летнего возраста. Соответственно, можно понять, как тяжко будет в мороз, где моторчик стеклоочистителя на таком «дешевом» литольном подшипнике и редукторе забитом вязким литолом.

На этом этот небольшой обзор с небольшими наблюдениями заканчивается, ждем еще сутки пока «прожарится» в обратную сторону литол и солидол.

Ключевые выводы, к которым я всех призываю, такие:
1) Не надо гнаться просто за дорогими смазками. Мобил XHP222 имеет отвратительную морозостойкость и вымываемость, а он распиарен по самое не балуйся. Никакой бренд не гарантия того что вы не купили «крашенный литол»
2) Применяйте смазки согласно их месту применения, с учетом вязкости и температурного диапазона. Даже если берете «недорогие» древние смазки типа литола, 158й, Шрус-4, ШРБ и т.д.
3) Зачастую разница между дорогой и дешевой смазкой заключается в интервале обслуживания. Применяя дешевую смазку с посредственными характеристиками надо быть готовым к сокращенным интервалам замены
4) Не надо применять смазку по принципу «досталась даром» или «только она была под рукой».
5) Если применяются смазки крайние по вязкости для узла, помним, что их надо перемазывать посезонно (слишком сильновязкую меняем перед зимой, слишком маловязкую перед летом). Для средней полосы РФ можно просто использовать смазку средней вязкости узла с хорошим минусом (для вращения зимой) и хорошей нагрузкой сваривания (для слишком жаркого лета). Худшее что будет в таком случае — чуть большие затраты горючего зимой пока узел не прогреется, и чуть больший износ летом, если вдруг все же нагрузка окажется способной продавить клин.
6) Смазки которые идут в запчастях, если это не полный китай, могут быть на голову выше всего, что доступно в магазине, поэтому для замены их нужно все как следует взвесить.

Помним, что дома не сидим, за рулем не бухаем, и лучше плохо ехать, чем хорошо ждать окончание тюна

Лайки, хаски и бульдоги ждут вашего нажатия )
Репосты и подписки всегда доступны
Комментарии услышать — интересно.

А еще можно почитать про:
Прибалтийский заплыв. Путешествие по Прибалтике.
Поездку по Кольскому. Никаких мудов, сток рулит!
Кавказ и Крым. Как многого хотелось, но как мало досталось
Поездку к Бермамыту и окрестностям. Красота каждой секунды
Заонежье. Красота русской северной истории
Эксперименты с смазыванием крепежа. Почему иногда лучше не мазать
Биткоин и его падение. История биржевой спекулятивной накачки
Смазки и замазки. Все что нужно знать о том, чтобы выбрать правильную смазку
Про зарплаты. И их беспрецедентный рост
Про фонари и фонарики. Что, как, почему и какие фонарики могут потребоваться путешественнику

1. 08.08.2015 04:53

   
   

   #1

   Как изменить вязкость масла?
   

   Всем добрый день! :))

   Тема такая: закончилось трансмиссионное масло. До ближайшего магазина примерно 1000 км… Через месяц участок закрывается, поэтому никто ничего оплачивать и завозить не станет. Техники около 200 единиц.
   На складе имеется несколько бочек 10-W40 моторного. Пробовали лить в редуктора, но оно быстро вытекает, т.к. техника работает на износ.
   Вязкость трансмиссионного масла 90.
   Вопрос в следующем: возможно ли в полевых условиях повысить вязкость масла? Чем? Солидола туда добавить? Да хоть крахмала, блин, если поможет… Как сделать, штоб оно погуще было?
   Может был у кого подобный опыт? Поделитесь, пожалуйста!
   (в Гугл ходила, молчит, гат!)

   ---

2. 08.08.2015 04:55

   
   

   #2

   Кроилово ведёт к попадалову (с)

   ---

3. 08.08.2015 05:01

   
   

   #3

   Сообщение от Реальная Блондинка
   

   Всем добрый день! :))

   Тема такая: закончилось трансмиссионное масло. До ближайшего магазина примерно 1000 км… Через месяц участок закрывается, поэтому никто ничего оплачивать и завозить не станет. Техники около 200 единиц.
   На складе имеется несколько бочек 10-W40 моторного. Пробовали лить в редуктора, но оно быстро вытекает, т.к. техника работает на износ.
   Вязкость трансмиссионного масла 90.
   Вопрос в следующем: возможно ли в полевых условиях повысить вязкость масла? Чем? Солидола туда добавить? Да хоть крахмала, блин, если поможет… Как сделать, штоб оно погуще было?
   Может был у кого подобный опыт? Поделитесь, пожалуйста!
   (в Гугл ходила, молчит, гат!)

   в редукторах бензопил использовалась смесь моторного масла с хозяйственным мылом.
   рецепт такой: масло разогревают почти до кипения и добавляют в него стружку хозяйственного мыла, перемешивая, до достижения нужной консистенции
   ЗЫ бензопилы применялись на лесозаготовках, те тоже на износ и работали годами

   Последний раз редактировалось Щелкунчик; 08.08.2015 в 05:03.

   Ставлю на Zero

   ---

4. 08.08.2015 05:08

   
   

   #4

   Боюсь, что с хозяйственным мылом у нас ещё хуже, чем с маслом…
   Хотя… надаправирять… Счас выясню.
   Спасибо, Володя! Записала в блокнотек

   ---

5. 08.08.2015 05:17

   
   

   #5

   Старое хозяйственное мыло делали из натурального животного жира , а современное мыло — х.з. из чего делают .

   ---

6. 08.08.2015 05:21

   
   

   #6

   Сообщение от UP22
   

   Старое хозяйственное мыло делали из натурального животного жира , а современное мыло — х.з. из чего делают .

   какая разница…

   ---

7. 08.08.2015 05:24

   
   

   #7

   а может проще трансмиссионку слить с неисправного бульдозера или подобное, там еЁ дохремного

   ---

8. 08.08.2015 05:26

   
   

   #8

   Как повысить вязкость не знаю, как понизить…знаю, просто в него надо бензина плеснуть.

   ---

9. 08.08.2015 05:46

   
   

   #9

   Сообщение от Щелкунчик
   

   какая разница…

   состав разный и неизвестно , как эта смесь себя поведёт .

   ---

10. 08.08.2015 06:09

    
    

    #10

    доливал на воде в редуктор мотора 75-90 дошёл ,пришвартовался)больше не рискую
    а так,если на технику пох,можно минералки(не воды) плеснуть,только через промежуток времени позырить пениться не…

    ---

11. 08.08.2015 06:34

    
    

    #11

    Сообщение от Щелкунчик
    

    а может проще трансмиссионку слить с неисправного бульдозера или подобное, там еЁ

    дохре

    много

    Всё, что можно уже слили, иначе бы не писала…
    200 единиц, на всех не напасёшься :((
    Вариант с мылом прекрасен, но какой редуктор в бензопиле и какой в 934-м ЛибХере? :)) Мыла нада много…
    В ветке грузалей предлагают мешать с солидолом… В редуктора, думаю, проканает ненадолго…
    А В КОРОБКИ??
    Ребята, у нас не только тяжёлая техника, у нас ещё Уралы… :(( Им тоже надо… Везде… :((

    ---

12. 08.08.2015 06:41

    
    

    #12

    Сообщение от Реальная Блондинка
    

    Всё, что можно уже слили, иначе бы не писала…
    200 единиц, на всех не напасёшься :((
    Вариант с мылом прекрасен, но какой редуктор в бензопиле и какой в 934-м ЛибХере? :)) Мыла нада много…
    В ветке грузалей предлагают мешать с солидолом… В редуктора, думаю, проканает ненадолго…
    А В КОРОБКИ??
    Ребята, у нас не только тяжёлая техника, у нас ещё Уралы… :(( Им тоже надо… Везде… :((

    коробки убЪёте моторным маслом

    ---

13. 08.08.2015 06:56

    
    

    #13

    надо ехать на Бальшую Землю за загустителями…

    vox audita latet, littera scripta manet

    ---

14. 08.08.2015 06:59

    
    

    #14

    Сообщение от Щелкунчик
    

    в редукторах бензопил использовалась смесь моторного масла с хозяйственным мылом.
    рецепт такой: масло разогревают почти до кипения и добавляют в него стружку хозяйственного мыла, перемешивая, до достижения нужной консистенции
    ЗЫ бензопилы применялись на лесозаготовках, те тоже на износ и работали годами

    Нет, в бензопиле идет отдельная система смазки цепи и двигателя.
    В систему смазки цепи можно лить что угодно.

    ---

15. 08.08.2015 07:07

    
    

    #15

    Никак.От моторного редуктора поразваливаются за месяц.Надо заказывать трансмиссионку.Скупой платит дважды.

    Юра прости нас,мы всё пpocpaли.

    ---

16. 08.08.2015 07:07

    
    

    #16

    Сообщение от Сибиряк11
    

    Как повысить вязкость не знаю, как понизить…знаю, просто в него надо бензина плеснуть.

    Бензин, мыло, масло… Вы трансмиссионку пытаетесь изготовить или напалм?

    А вообще 200 единиц техники и ещё месяц работать, при этом ГСМ рассчитаны и завезены неправильно, технику целенаправленно хотят уничтожить подменой тех.жидкостей. Это диверсия, в суровые годы за такое к стенке ставили без суда и следствия.

    ---

17. 08.08.2015 07:08

    
    

    #17

    Сообщение от Реальная Блондинка
    

    Всё, что можно уже слили, иначе бы не писала…
    200 единиц, на всех не напасёшься :((
    Вариант с мылом прекрасен, но какой редуктор в бензопиле и какой в 934-м ЛибХере? :)) Мыла нада много…
    В ветке грузалей предлагают мешать с солидолом… В редуктора, думаю, проканает ненадолго…
    А В КОРОБКИ??
    Ребята, у нас не только тяжёлая техника, у нас ещё Уралы… :(( Им тоже надо… Везде… :((

    Правильно предлагают, солидолом и загущайте.

    ---

18. 08.08.2015 07:10

    
    

    #18

    Сообщение от Сибиряк11
    

    Нет, в бензопиле идет отдельная система смазки цепи и двигателя.
    В систему смазки цепи можно лить что угодно.

    ты читать умеешь?
    первые два слова «в редукторы» бензопилы подразумеваются «уралы» и «дружбы»

    ---

19. 08.08.2015 07:12

    
    

    #19

    Я бы не стал работать на грузоподьемных механизмах,в которые черти че вместо масла налили.Любой здравомыслящий машинист окажется.

    Юра прости нас,мы всё пpocpaли.

    ---

20. 08.08.2015 07:13

    
    

    #20

    Сообщение от robot
    

    надо ехать на Бальшую Землю за загустителями…

    тогда уж за трансмиссионкой

    ---

Другие ответы в этой теме

Преамбула

Как не старался я, но суровые законы жанра подталкивают меня к изложению в письменной форме всего, что я систематизировал в голове. Поэтому, неспешно, буду по пунктам описывать (в первую очередь для самого себя), все почерпнутые из разных источников нюансы. Если вам интересно — вы можете тоже приобщаться )
ЗЫ: Как обычно, я не прибегаю к копи-пастам, но там, где все-таки это происходит — шрифт выделяется курсивом и указывается источник.

ЦИКЛ СМАЗОЧНЫЕ ИСТОРИИ
Базовая вязкость.
Основа и загуститель смазок
Смазки обгонных муфт
Смазки ступичных подшипников
Смазки тормозной системы. Почему так и не иначе?
К вопросу смазывания скоростных подшипников
Про вязкость и влияние отрицательных температур
К вопросу о бездумном пересмазывании новых подшипников
Бесконтрольное применение индустриальных ширпотребных смазок
Сравнение усилий сдвига консистентных смазок при -30
Гальванические процессы при смазке медной смазкой
Смазывание болтов. Эксперимент.
К вопросу о стойкости сульфонат-кальциевых смазок к высоким оборотам.

Смазка
Ключевая задача смазки, которая собственно и порождает все новые и новые образчики — это уменьшение силы трения разнообразных взаимодействующих объектов. Уменьшение трения преследует своей целью сократить затраты энергии на взаимодействие объектов и уменьшить износ. Смазанные поверхности переводят трение объектов в трение смазки, которое как правило меньше.
Смазка может быть как твердой, так и жидкой, и даже газообразной. В автомобилях наиболее распространены смазки жидкие и консистентные. Соответственно, в агрегатах, таких как редуктора, двигатели, коробки передач, раздаточные коробки, ГУР циркулируют смазки жидкие, а в узлах шасси и подшипниках применяются консистентные смазки.
Попутно, надо заметить, существует еще задача сокращения коррозии — и любая смазка при правильном использовании ее решает (путем предотвращения доступа воздуха и воды к узлу).
Также еще одна побочная задача — это отведение тепла — но это больше характерно для жидких смазок, т.к. у консистентных слишком мала, как правило скорость циркуляции, если такая и имеет место вообще (мы не рассматриваем промышленную технику с принудительной прокачкой консистентных смазок).

Литол, как много в этом звуке
Если честно, несмотря на техническое образование, и вроде понимание того, что мир — сложная штука, до недавнего времени, я не вдаваясь в детали просто мазал, что ни попадя, смазкой Литол-24, и с придыханием думал про Ликви Моли Мерзавчик. Но совершенно случайно я заинтересовался вопросом того, что правильно мазать на направляющие, а затем стало приходить понимание, что если все так сложно с направляющими, то может и в других узлах не все так уж и просто. Грубо говоря, пословица что Машу маслом не испортишь не совсем отвечает истине, и применение неправильных смазочных материалов может существенно сократить жизнь узла. Обратно, правда, верно лишь частично. Даже самая лучшая смазка не может сделать изначально посредственный узел вечным. Хотя некоторые экспериментаторы и отмечают увеличения ресурса вплоть до 100% относительно заводской смазки

Ключевые особенности узлов и агрегатов
Разные узлы автомобиля имеют совершенно разные требования к смазкам.
Очень грубо можно разделить области применения в автомобиле на:
— элементы ходовой части и шарнирных соединений (шасси)
— подшипники колес
— прочие подшипники агрегатов и навесных пунктов.

Некоторые из этих узлов имеют весьма ограниченную подвижность, но зато существенные нагрузки. И наоборот, некоторые могут иметь очень большую скорость вращения, но незначительные нагрузки. Это обуславливает применение разных смазочных материалов.

Даже в советское время, для смазывания разных узлов применялись разные специализированные смазки, а не только Литол-24 (и только партия была одна). И, естественно, особенно на текущий момент, конкурирующие производители выпускают множество смазок, в том числе для индустриально-промышленного применения.
Что же можно прочитать в паспортах (TDS) на эти смазки?

Загуститель.
Среди распространенных загустителей широко применимы загустители на мылах (литиевом и кальциевом), комплексах (литиевом и кальциевом), полимочевинах (в разных вариантах), сульфанатах кальция, неорганических загустителях (бентониты, силикатные кислоты).
Загустители оказывают значительное влияние на характеристики смазки, причем с ростом объемной доли загустителя, большая часть характеристик смазки зависит от него. Но про загустители мы поговорим подробнее позднее

Консистенция по NLGI
Этот параметр показывает то, как органолептически воспринимается смазка. Например NLGI 2 воспринимается как мягкий крем, а NLGI 00 — как почти жидкое масло. К сожалению, многим свойственно проецировать консистенцию на способность смазки противостоять нагрузкам — а в общем случае это неверно. Консистенция лишь характеризует удерживаемость смазки в узле трения и влияет на температурные показатели. Зачастую смазки с одинаковым базовым маслом имеют разную консистенцию исключительно за счет наращивания доли загустителя или специальных загущающих присадок.

Температурный диапазон
Есть несколько пунктов, связанных с температурой, что вызывает иногда путаницу.
В документации на смазку вы можете увидеть такие фразы как
Минимальная рабочая температура
Максимальная рабочая температура
Температура вспышки
Температура каплепадения
Температура застывания
и т.д.

Тут нам надо рассмотреть физическую сторону процесса, происходящего в смазываемом узле. Как мы уже писали выше, каждая смазка в точке трения предназначена для того чтобы заменить трение сухое (металл-металл, металл-пластик, пластик-пластик) на трение жидкостное (смазка-смазка). В обычной ситуации у нас узел в состоянии покоя имеет какой-то слой смазки. В момент когда начинается трение (начинает крутится подшипник, начинает двигаться шар шаровой в вкладыше) — смазка начинает испытывать на себе силу и скорость сдвига (т.е. сдвижение слоев смазки относительно друг друга, кстати напрямую связано с вязкостью).

Если смазка находится в своем температурном диапазоне (т.е. между минимальной и максимальной рабочей температурой), то смазка спокойно скользит (теряя на трении ровно столько, сколько обусловлено ее вязкостью), выдавливаясь из точки трения и затягиваясь в точку трения (собственно так и происходит смазывание в подшипниках и шаровых). Сразу отметим, что в общем случае с ростом температуры (но в рабочем интервале) вязкость смазки падает (поэтому обычно в TDS указывается вязкость при 40 градусах и при 100 градусах). Соответственно, разогретый узел тратит меньше энергии на преодоление силы трения (но с падением вязкости растет и риск полного выдавливания смазки из пятна контакта, запомним это).

Если температура продолжает расти дальше, то мы в какой-то момент можем выйти из рабочего диапазона вверх. Это означает, что перегретая смазка уже не выполняет своей задачи по смазыванию, хотя все еще находится в узле и при остывании скорее всего (зависит от типа загустителя) восстановит свои свойства. Отметим, что такие вот перегревы — вызывают ускоренное старение смазки, что может повлечь за собой необходимость ее досрочной замены.

Если же температура растет дальше, то мы достигнем температуры каплепадения (или температуры вспышки, если таковая заявлена). Температура каплепадения — температура при которой загуститель полностью теряет свои свойства, смазка превращается в жидкость и норовит вытечь из нашего смазочного узла. Как правило, достижение температуры каплепадения полностью и необратимо уничтожает свойства консистентной смазки. Достижение же температуры вспышки, как можно догадаться, вообще приводит к воспламенению смазки (при наличии рядом открытого пламени).

Рассмотрев геену огненную, перейдем к ее антиподу — холоду. В случае если мы пытаемся эксплуатировать агрегат при низкой температуре мы имеем следующее.
Температура застывания. Она зачастую указыватся выше (!) чем минимальная рабочая температура. С чем же это связано?
При застывании смазка может уже быть не пригодна для прокачивания через централизованные системы прокачки (промышленная техника), но при этом в пятне контакта продолжать выполнять смазывающую функцию — т.е. заменять трение твердых тел жидкостным трением. Тут мы должны помнить, что застывание смазки не равноценно замерзанию воды — не находится в одной температурной точке 0 градусов, а размазано по широкому диапазону, в рамках которого смазка постепенно теряет подвижность.
Соответственно, температура застывания для автовладельца (у которого нет прокачки консистентных смазок) является не температурой паники (все пропало!), но температурой, при которой нужно понимать что из-за сокращения подвижности смазки ее возобновление в точке контакта будет сопровождаться замедлением и, как следствие, постепенным нарастанием трения (и износа). Т.е. если узел в который заложена смазка достаточно быстро прогревается (быстро вращающийся подшипник, близость к двигателю) — температура застывания не должна вас волновать. Если же узел почти не подвержен прогреву, то это граница, которую надо иметь в виду.
Минимальная же рабочая температура определяет насколько вообще смазка в состоянии смазывать. Ниже этой температуры смазка настолько затвердевшая, что смазывания не осуществляет, из узла трения выталкивается как твердое тело и обратно не затягивается.

Рассмотрим на примере смазки Chevron RPM Arctic Grease. У нее температура застывания -27 градусов, но при этом диапазон рабочих температур указан от -50. Если мы ее применяем в прогревающемся при работе узле (например в подшипниках крестовин, или в подшипниках близких к двигателю), мы можем спокойно начинать эксплуатировать узлы вплоть до температуры -50. И в момент старта, и далее наш узел будет смазываться. Если же мы ее применяем где-то, где нет ни тепла от двигателя, ни интенсивного перемешивания (с разогревом), например задние стойки стабилизатора, то длительная эксплуатация ниже 27 градусов будет сопровождаться повышенным износом (но тем не менее все же не сухим трением).

Стартовый момент при -ХХгр
Более наглядный параметр того, насколько хороша смазка при низких температурах. Измеряется усилие необходимое для страгивания узла по смазке. Тут тоже надо иметь в виду, что есть разные методики тестирования. Более легкие подразумевают страгивание только подшипников, более сложные — целого ступичного узла. Соответственно, чем усилие ниже, тем эта смазка лучше при этой низкой температуре.

Проникновение
Этот показатель фактически дублирует класс NLGI, просто указывая более точно значения консистенции измеряемой методом пенетрации конуса.

Нагрузка сваривания на ЧШМТ
Это один из ключевых параметров, особенно для эксплуатации в подшипниках. При помощи специального станка производится вращение одного шарика на неподвижных трех, под нагрузкой. Соответственно, момент, когда смазка перестает выполнять свои функции и происходит «сваривание» (т.е. взаимопроникновение металла шариков, задиры, царапины, повреждения) и определяется как нагрузка сваривания. Естественно, чем эта нагрузка выше, тем смазка более выносливая в узлах с большой нагрузкой. Но тут надо учитывать один момент — чтобы повысить это значение, в смазку добавляют зачастую химические вещества, негативно влияющие на поверхность материалов. Т.е. критические нагрузки эта смазка будет держать лучше, но при долгой эксплуатации (даже без больших нагрузок) износ с ней будет выше.

Пятно износа (диаметр пятна износа при нагрузке)
Определяется при установленной конкретным стандартом небольшой нагрузкой и временем эксплуатации. Этот тест косвенно показывает насколько смазка дает малый износ при средних и малых нагрузках.

Соответственно, тут же делаем вывод — далеко не всегда смазка с максимальной нагрузкой сваривания нужна везде. Если в вашем узле не предполагаются значительные нагрузки, то возможно следует выбирать смазку по принципу минимального пятна износа при средней нагрузке сваривания.

Тест на Timken
В отличии от теста на ЧШМТ этот тест проводится не на шариках, а на роликах, соответственно, лучше имитирует условия работы роликовых подшипников и вообще плоскостей трения. К сожалению, иногда бывает что в паспорте смазки указаны либо результаты ЧШМТ либо Тимкена, а не то и другое одновременно.

Вымывание
Этот параметр характеризует водостойкость смазки. Показывает сколько процентов смазки смывается в течении определенного времени при воздействии струи воды определенной температуры.
Тут надо быть бдительным, так как это испытание проводится по разным стандартам, и температура воды может быть как близкая к кипятку (ASTM D 1264, 80гр.ц, вымывание из подшипника), так и иметь вполне комфортные 38гр.ц (ASTM D 4049, но смывание струей с пластины(!)). Разное применение требует анализа разных стандартов.

Коррозионное воздействие на металлы
Этот параметр показывает насколько смазка агрессивна к металлам, в частности к меди. В большинстве случаев смазки этому критерию удовлетворяют, но если у вас в узле цвет.мет, то глянуть надо, некоторые могут быть к меди агрессивны.

Коллоидная стабильность
Способность смазки (загустителя) удерживать дисперсионную среду (масло). Чем меньше, тем лучше. Грубо говоря, смазка с большой коллоидной стабильностью не в состоянии долгое время находится в негерметичном узле — постепенно она потеряет большую часть масла и превратится в замазку (а вытекающее масло изговнякает все вокруг).

Механическая стабильность
Способность смазки сохранять свои свойства при интенсивном перемешивании и высоких скоростях сдвига. Смазка с малой механической стабильностью при применении в узлах с большими скоростями сдвига (скоростных подшипниках, втулках с высокой скоростью вращения) теряет свои свойства, загуститель разрушается и опять же масло вытекает из узла, переставая его смазывать.

Маслоотделение
Иногда, заглядывая в тубу с смазкой, которая долго постояла можно заметить, что на поверхности смазки есть капли масла, или оно вообще вытекает из негерметичной упаковки. Чем смазка качественнее, тем меньше у нее маслоотделение.

Температурная деградация (время работы)
Этот параметр, если указан, определяет время работы при повышенной температуре, на протяжении которого смазка не теряет свои свойства. Тут важно понимать, что максимальная рабочая температура для смазки все равно может быть сопряжена с стрессом. Для того, чтобы понимать сколько прослужит смазка при высокой температуре, близкой к максимально рабочей, некоторые производители проводят тесты на время работы смазки при повышенных температурах.
Для чего это важно — например смазка в подшипник. Если у нас это например, автомобиль, а подшипник стоит на генераторе, то летом в жаркой стране температура на нем при нагрузке может приближаться к максимальной. Две смазки с одинаковой максимальной рабочей температурой, но разным life time в этом узле прослужат разное время.

Вязкость (вязкость базового масла, кинематическая вязкость)
Ну и наконец мы дошли до параметра, которому посвящен этот выпуск. Как говорят англичане last but not least.- последнее по счету но не по важности.
На самом деле, для определения применимости смазки в конкретном узле этот параметр является ключевым. Вязкость вообще — это физическая характеристика, которая показывает меру сопротивления жидкости к сдвиговому усилию.
Жидкость, протекающая между двумя пластинами (или неподвижная, при движении одной из пластин), можно разделить на условные слои, которые двигаются относительно друг друга. Слои ближайшие к пластинам удерживаются (частично) силой трения о них, соответственно, начиная сдвигаться относительно слоев отдаленных от пластин.

Чем эти слои подвижнее относительно друг друга, тем жидкость менее вязкая. Общепринятые единицы изменения вязкости — стоксы. Вязкость воды при комнатной температуры составляет 1 сантистокс.

Соответственно коэффициент трения напрямую зависит от вязкости. Казалось бы, что проще, берем самую вязкую смазку и вперед. Но вся идея работы смазок заключается в расталкивании трущихся поверхностей масляным клином (масла же несжимаемы), и толщина этого клина в том числе зависит от вязкости смазки. Соответственно, если есть существенная нагрузка, а смазка слишком маловязкая, выталкивающая сила будет слаба и плоскости трения начнут соприкасаться.

Таким образом делаем вывод — для каждого узла смазка должна иметь свою определенную вязкость. Слишком маленькая вязкость повлечет за собой повреждения узла при нагрузках, слишком большая — вызовет повышенное трение, рост температуры, перегрев, разжижение смазки и потерю смазывающей способности.

Важно иметь в виду, что вязкость в зависимости от температуры тоже меняется. Чем температура выше, тем сильнее вязкость падает. Соответственно, производители смазок указывают вязкость при температуре 40 градусов и при 100 градусов. Но есть и нюансы. Дело в том, что загустители значительно влияют на вязкость в состоянии покоя.

Но чем сильнее смазка подвергается перемешиванию (сдвигу), тем больше ее вязкость стремится к вязкости базового масла.

Таким образом, чаще всего мы видим в документах на смазку именно вязкость базового масла. Что из этого следует — если мы применяем смазку в узлах, где перемешивания практически нет, вязкость ее будет выше чем указанная в паспорте смазки.

Какие можно сделать выводы из вышеприведенного? К сожалению, сформированная тенденция пихать во все щели литол или горячо любимый синий литол от Кастрюля, как и прочие «индустриальные» смазки общего назначения приводит к тому, что в узлы попадают смазки, которые имеют совершенно неуместную для этих узлов вязкость.

Так, например, специальные смазки для ступичных подшипников от крупных производителей имеют вязкость в районе 120 сантистоксов при 40 градусах (и вплоть до 15 при 100 градусах).
Т.е. в разогретой ступице смазка подшипника должна иметь вязкость в районе 15-25 сантистоксов.
А теперь берем зиму, когда даже разогретая ступицы имеет всего 40-50 градусов, и смотрим на 220 сантистоксов смазки общего назначения при этой температуре в узле. В 10 раз более вязкая. И даже если она морозостойкая, все равно при рабочей температуре ступицы в мороз она будет существенно вязче, чем должна. В мороз конечно перегрева не будет, но вот расход топлива — вырастет.

Отсюда вывод — для районов с крайне холодным климатом желательна пересмазка на зиму (если узел это позволяет) соответствующей смазкой с вязкостью 20-40 сантистоксов при 40 градусах. (но если это оправдано экономически, т.е. пробеги при больших морозах тоже большие). Другие же узлы, наоборот, нуждаются в смазке большой вязкости.

Еще раз акцентирую важный аспект. Консистенция (то как вы пальчиками воспринимаете густоту смазки) никак не коррелирует с вязкостью. Например, в высокоскоростные подшипники пойдет маловязкая смазка, но консистенции NLGI-3 (т.е. как сливочное масло где-то), и наоборот, в закрытые зубчатые нагруженные передачи смазка консистенции NLGI-00 (т.е. почти как водичка) но высокой вязкости.

Рассмотрим вообще градацию автомобильных узлов по необходимым смазкам.
Как следует из вышеприведенного чем узел более медлительный (маленькая скорость сдвига смазки) и более нагруженный, тем выше ему нужна вязкость, и наоборот. И, соответственно, чем выше рабочая температура узла, тем сильнее уменьшится вязкость и тем более вязкая смазка нужна (при 40гр). И наоборот, если температура эксплуатации очень низка, нужно брать смазку с вязкостью ниже (при 40гр)

Вязкости выше 500 в автомобильной технике не распространены. Вы можете их применить (если уж они у вас есть) в петлях дверей, если двери тяжелые, в салазках сидений, но нужно иметь в виду, что как правило такая вязкость идет вкупе с низкой морозостойкостью (дешевые продукты, вы же не станете для дверей брать смазку за 1000р).
Отмечу, тем не менее, что есть премиальные смазки, рекомендованные например для шаровых внедорожной техники, такие как Huskey Molyplex (вязкость 595сантистоксов при 40гр), с молибденом и другими твердыми присадками. Но при цене 1400р за тубу (и наличию молибдена) у меня есть сомнения, что это годно для повседневной эксплуатации (и она не низкотемпературная, что логично).

Все значения вязкости указываются для температуры 40гр. Но нужно учитывать, что у разных смазок кривая изменения вязкости от температуры может быть разной степени крутизны.

Вязкости 150-250: крестовины карданного вала в теплом климате при высоких нагрузках.
Вязкости 100-200: крестовины карданного вала, шарниры равных угловых скоростей (трипоидные) в теплом климате
Вязкости 50-150: подшипники ступиц при эксплуатации в среднем климатическом поясе, шарниры равных угловых скоростей (шариковые) в холодном климатическом поясе (при наличии дисульфида молибдена в составе), шарниры равных угловых скоростей в холодном климатическом поясе, крестовины карданного вала в холодном климатическом поясе. Прочие среднескоростные высокотемпературные/высоконагруженные подшипники.
Вязкости 10-60: высокоскоростные ненагруженные подшипники в высокотемпературных узлах (100гр+), среднескоростные средненагруженные подшипники в среднетемпературных узлах (от 40 до 80гр), низкоскоростные нагруженные подшипникив низкотемпературных узлах (0-40гр) или (например ступичные) при эксплуатации в условиях арктики.

Помним, при этом, что ориентироваться только на вязкость нельзя, надо еще выдержать правильную консистенцию (зависит от узла) и минимальную нагрузочную способность (для шарикоподшипников больше смотрим на тест на ЧШМТ, для роликовых — на тест Timken.

Еще раз:
Чем чревато несоблюдение вязкости смазки для узла — слишком вязкая перегреет узел, дойдет до температуры каплепадения и вытечет из узла. Слишком мяловязкая не даст достаточного масляного клина и вызовет при любых нагрузках прямое трение металла по металлу. Чем узел менее подвижен и более нагружен, тем он лояльнее к перебору по вязкости, и чувствительнее к недобору. Чем узел более подвижен (и температурен) и менее нагружен — тем он чувствительнее к перебору по вязкости и лояльнее по недобору.

И кратко поговорим про скоростной фактор.
Существуют два основных способа определения этого фактора. Первый называется скоростным фактором DN, чтобы выяснить значение которого необходимо умножить значение внутреннего диаметра подшипника на значение скорости, при которой он вращается. Второй метод называется скоростным фактором NDm. Для его определения используется медианный размер подшипника (также известный как диаметр начальной окружности) и частота вращения.

На этом я заканчиваю немного затянувшуюся первую часть, тем более что и количество доступных в одной публикации символов почти подошло к концу. Уже даже по факту того что написано, у вас должно сформироваться понимание, что не одним литолом жив мир смазок. Хотя, литол и даже солидол до сих пор имеют свои области применения. Также не следует обольщаться красивыми синими или фиолетовыми смазками от крупных производителей типа Кастрол, Мобили и т.д.
Дело в том, что у них, за кордоном, есть свои «литолы». И «дешевые» кастролы/мобилы/петроканады/тотали (по 200-300р за тубу) — это они и есть. Единственный плюс, зачастую, относительно нашего литола у них в том, что там качество и соответствие паспортным данным выше, чем у многих наших производителей Литола, которые даже в рамки ГОСТ по Литол не укладываются.

Требуйте долива после отстоя!. Смотрите всегда паспорт на смазку. Вдумчиво определяйте необходимую вязкость и температурный режим. Не пренебрегайте нагрузочной способностью, но и не гонитесь за ней покупая смазки с конской долей химии EP и дисульфидом молибдена туда, куда это не нужно. Нормальный узел, рассчитанный на максимальные нагрузки 200н (смазки под него) даст нагрузку в 400н тогда, когда уже все, приехали.

Ну и напоследок забавный видос с горящим подшипником

Пишем комментарии, предлагаем и критикуем.
За рулем не бухаем и дома не сидим.

Специалисты по смазке зачастую прекрасно знают о том, какова вязкость базового масла смазочных материалов, с которыми они работают. В конце концов, вязкость – самое важное свойство базового масла.
На основе вязкости устанавливаются основные параметры поступающих масел, и уровень вязкости позволяет контролировать состояние масла. Однако вязкость – не единственная характеристика масла. Очень важно понимать роль присадок и их функции в смазочном материале.

Добавки в смазочных материалах представляют собой органические или неорганические соединения, растворенные или взвешенные в виде твердых частиц в масле. Обычно они составляют от 0,1 до 30 процентов объема масла, в зависимости от машины.

Добавки выполняют три основные роли:

• Улучшение свойств существующих базовых масел посредством противоокислительных агентов, ингибиторов коррозии, пеногасителей и деэмульгаторов.
• Подавление нежелательных свойств базового масла с помощью компонентов, снижающих температуру застывания, и улучшителей индекса вязкости (VI).
• Придание новых свойств базовым маслам с помощью противозадирных присадок, детергентов, деактиваторов металлов и агентов повышения липкости.

Полярные присадки

Полярность присадки определяется как естественное направленное притяжение молекул присадки к другим полярным материалам, контактирующим с маслом. Проще говоря, это все, что растворяет вода или все, что растворяется в воде.

Губка, металлическая поверхность, грязь, вода и древесная целлюлоза – полярны. Неполярные вещества включают воск, тефлон, минеральную основу и водоотталкивающие средства.

Важно отметить, что добавки также не вечны. Они истощаются и исчезают, и этот процесс необратим. Проанализируйте окружающую среду, в которой находится оборудование, продукцию, которую вы производите, а также присутствующие загрязняющие вещества.

Если вы допускаете попадание в вашу систему загрязняющих веществ, которые притягивают добавки, например грязи, диоксида кремния и воды, добавки, притягиваясь к загрязняющим вещества, будут вместе с ними оседать на дно или отфильтровываться, что приведет к истощению пакета присадок.

Полярные механизмы

Есть несколько полярных механизмов, заслуживающих внимания, например, обволакивание частиц, эмульгирование воды и смачивание металла, которые заслуживают обсуждения.

Обволакивание частиц означает, что добавка прилипает к поверхности частицы и обволакивает ее. Таким свойством обладают деактиваторы металлов, моющие присадки (детергенты) и дисперсанты. Они применяются для пептизации (диспергирования) частиц сажи с целью предотвращения агломерации, осаждения и образования отложений, особенно при низких и умеренных температурах.

Обычно такие ситуации возникают в двигателе. Их можно обнаруживать при анализе масла, используя специализированные комплексы тестов. Такой подход позволяет своевременно обнаруживать и устранять любые возникающие проблемы.

Слишком много – тоже плохо

Больше – не всегда лучше. Бывает так, что увеличение содержания присадок не дает результата, а иногда даже ухудшает эксплуатационные характеристики. В других же случаях характеристики присадки не улучшаются, но увеличивается продолжительность ее службы.

Кроме того, увеличение процентного содержания определенной присадки может улучшить одно свойство масла и в то же время ухудшить другое. Если заданный баланс между концентрациями присадок нарушается, это также может повлиять на общее качество масла.

Некоторые добавки конкурируют друг с другом за одно и то же место на металлической поверхности. Если добавить в масло много противоизносного агента, может понизиться эффективность ингибитора коррозии. В результате может увеличиться количество проблем, связанных с коррозией.

Эмульгирование воды происходит, когда полярная головка добавки цепляется за микрокаплю влаги. Такие добавки являются эмульгаторами. Вспомните об этом следующий раз, когда увидите воду в баке.

Разумеется, необходимо удалить воду, определить место, через которое она попала в систему и провести ремонт с устранением первопричины, однако также следует помнить о том, что был нарушен пакет присадок. С точки зрения смазки это называется истощением присадок. Надлежащий отчет об анализе масла поможет определить состояние оставшихся присадок.

Смачивание металла – это закрепление присадок на металлических поверхностях, и именно так они должны себя вести. Присадки прикрепляются к внутренней части корпуса редуктора, зубьям шестерен, подшипникам, валам и т. д.

Добавки, имеющие такое свойство, – это антикоррозийные, противоизносные и противозадирные присадки, маслянистые присадки и ингибиторы коррозии.

Противоизносные присадки предназначены для защиты металлических поверхностей в граничных условиях. Они образуют пластичную, похожую на золу пленку при температуре контакта от умеренной до высокой (от 66 до 110 °C).

В граничных условиях вместо материала поверхности деформируется пленка противоизносной присадки.

Одной из распространенных противоизносных присадок является диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP). Она снижает риск контакта металла с металлом, который может привести к повышенному нагреву, последующему окислению и снижению прочности пленки.

Присадки, усиливающие или подавляющие свойства базового масла или придающие ему новые свойства, играют важную роль в смазке машин. Помните, что истощенные добавки не восстанавливаются, поэтому не забывайте проверять используемый пакет присадок.

63% специалистов, согласно недавнему опросу на сайте machinerylubrication.com, отслеживают состояние присадок в рамках программы анализа масла.

Типы присадок к смазочным материалам

Существует множество типов химических присадок, добавляемых к базовым маслам для улучшения их свойств, подавления некоторых нежелательных свойств базового масла и, возможно, придания некоторых новых свойств.

Добавки обычно составляют от 0,1 до 30 процентов готового масла, в зависимости от целевого применения смазочного материала.

Присадки к смазочным материалам – это дорогостоящие химические вещества, и создание правильной смеси или рецептуры присадок – очень сложная наука. Именно набор присадок отличает турбинное (R&O) масло от гидравлического, а трансмиссионное масло – от моторного.

Существует множество присадок к маслам, и конкретные присадки выбирают в зависимости от их способности выполнять те или иные функции. Кроме того, на выбор присадок влияет их способность легко смешиваться с выбранными базовыми маслами, чтобы обеспечить совместимость с другими присадками в составе масла и экономическую эффективность.

Некоторые присадки выполняют свою функцию непосредственно в масле (например, антиокислительные), а другие действуют на поверхности металла (например, противоизносные присадки и ингибиторы коррозии).

Обычные присадки к смазочным материалам

Ниже рассматриваются наиболее распространенные типы присадок.

Антиокислительные присадки

Окисление – это общее воздействие кислорода воздуха на самые слабые компоненты базового масла. Оно происходит при любых температурах все время, но ускоряется при повышении температуры и в присутствии воды, металлических частиц износа и других загрязняющих веществ.

В конечном итоге это вызывает образование кислот (которые приводят к коррозии) и шлама (что приводит к образованию отложений на поверхностях и увеличению вязкости). Ингибиторы окисления, как их еще называют, используются для продления срока службы масла.

Это расходуемые присадки, которые, задерживая начало окисления, истощаются при выполнении своей задачи, тем самым защищая базовое масло. Они присутствуют практически в любом масле или консистентной смазке.

Ингибиторы ржавчины и коррозии

Эти добавки сокращают или устраняют внутреннюю ржавчину и коррозию, нейтрализуя кислоты и создавая химический защитный барьер, отталкивающий влагу от металлических поверхностей.

Некоторые из этих ингибиторов специально предназначены для защиты определенных металлов. Следовательно, масло может содержать несколько ингибиторов коррозии. Опять же, они содержатся почти во всех маслах и консистентных смазках. Деактиваторы металлов – еще одна форма ингибиторов коррозии.

Средства, улучшающие индекс вязкости

Улучшители индекса вязкости – это очень распространенные полимерные присадки, которые частично предотвращают разжижение масла (потерю вязкости) при повышении температуры. Эти присадки широко используются при изготовлении всесезонных моторных масел, таких как SAE 5W-30 или SAE 15W-40.

Они также обеспечивают улучшение текучести масла при низких температурах, что приводит к снижению износа и повышению экономии топлива. Кроме того, присадки, улучшающие индекс вязкости, используются для получения гидравлических и трансмиссионных масел с высоким индексом вязкости, улучшающих запуск и смазку при низких температурах.

Действие присадки, повышающей индекс вязкости, можно сравнить со спиральной пружиной, которая остается сжатой при низких температурах и очень мало влияет на вязкость масла.

Затем, когда температура повышается, присадка (т.е. пружина) расширяется, увеличиваясь в размерах, и предотвращает слишком сильное разжижение масла при высоких температурах.

У улучшителей индекса вязкости есть несколько недостатков. Такие добавки представляют собой высокомолекулярные полимеры, что делает их восприимчивыми к измельчению или разрезанию на мелкие части компонентами машинами (из-за сил сдвига). Как известно, шестерни негативно воздействуют на присадки, улучшающие индекс вязкости.

Постоянный сдвиг присадки, улучшающей индекс вязкости, может вызвать значительную потерю вязкости, которую можно обнаружить с помощью анализа масла. Вторая причина потери вязкости – мощные силы сдвига в зоне нагрузки фрикционных поверхностей (например, в подшипниках скольжения).

Считается, что присадка, улучшающая индекс вязкости, теряет свою форму или однородную ориентацию и, следовательно, теряет часть своей загущающей способности.

Вязкость масла временно падает в зоне нагрузки, а затем возвращается к нормальному значению после того, как масло покидает зону нагрузки. Эта характеристика фактически помогает снизить расход топлива.

Существует несколько различных типов присадок, улучшающих индекс вязкости (распространены олефиновые сополимеры). Высококачественные улучшители индекса вязкости менее подвержены безвозвратным потерям при сдвиге, чем недорогие и низкокачественные добавки.

Противоизносные (AW) средства

Эти присадки обычно используются для защиты деталей.

Такие присадки, как правило, применяются для защиты машин от износа и потери металла в условиях граничной смазки. Это полярные добавки, которые прикрепляются к трущимся металлическим поверхностям.

Они химически реагируют с металлическими поверхностями, когда такие поверхности контактируют друг с другом в условиях смешанной и граничной смазки.

Они активируются теплом, выделяющимся при контакте, образуя пленку, которая минимизирует износ. Они также помогают защитить базовое масло от окисления, а металл – от коррозионных кислот.

Эти присадки «расходуются», выполняя свою функцию, после чего увеличивается адгезионный износ. Обычно это соединения фосфора, наиболее распространенным из которых является диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP).

Существуют различные версии ZDDP. Некоторые из них предназначены для гидравлических систем, а другие – для работы при более высоких температурах, например, в моторных маслах. ZDDP также обладают некоторыми противоокислительными и замедляющими коррозию свойствами. Кроме того, некоторые химикаты на основе фосфора применяются для защиты от износа (например, трикальцийфосфат [TCP]).

Противозадирные присадки

Эти присадки более агрессивны химически, чем противоизносные присадки. Они вступают в химическую реакцию с металлическими (железными) поверхностями, образуя расходуемую поверхностную пленку, которая предотвращает сварку и заедание противоположных неровностей при контакте металла с металлом (адгезионный износ).

Они активируются при высоких нагрузках и возникающих высоких температурах контакта. Обычно такие присадки используются в трансмиссионных маслах и придают им сильный запах серы. Эти добавки обычно содержат соединения серы и фосфора (а иногда и соединения бора).

Они могут вызывать коррозию желтых металлов, особенно при более высоких температурах, и поэтому не должны использоваться в червячных редукторах и аналогичных механизмах, где применяются металлы на основе меди. Существуют некоторые противозадирные присадки на основе хлора, но они используются редко из-за проблем с коррозией.

Противоизносные и противозадирные присадки образуют большую группу химических добавок, которые выполняют функцию защиты металлических поверхностей во время граничной смазки, образуя защитную пленку или барьер на изнашиваемых поверхностях.

Пока между металлическими поверхностями сохраняется гидродинамическая или эластогидродинамическая масляная пленка, граничная смазка не происходит, и присадки для граничной смазки не требуются.

Когда масляная пленка действительно разрушается и возникает контакт с шероховатостями при высоких нагрузках или высоких температурах, присадки для граничной смазки защищают изнашиваемые поверхности.

Моющие присадки

Моющие присадки (детергенты) выполняют две функции. Они помогают предотвращать образование отложений на горячих металлических деталях (поддерживать их чистоту) и нейтрализуют кислоты, образующиеся в масле. Моющие присадки в основном используются в моторных маслах и имеют щелочную или основную природу.

Они составляют основу резервной щелочности моторных масел, называемой щелочным числом (BN). Обычно это материалы на основе кальция и магния. В прошлом применялись моющие присадки на основе бария, но сейчас они используются редко.

Поскольку эти соединения металлов оставляют отложения золы при сгорании масла, они могут вызывать образование нежелательных остатков при высоких температурах. Из-за проблем, связанных с образованием золы, многие производители оборудования рекомендуют применять малозольные масла, работающие при высоких температурах. Моющая присадка обычно используется вместе с диспергирующей добавкой.

Диспергирующие присадки

Дисперсанты в основном содержатся в моторном масле в сочетании с детергентами, помогая поддерживать двигатель в чистоте и бороться с отложениями. Основная функция дисперсанта в том, чтобы частицы сажи в дизельном двигателе оставались мелкодисперсными или взвешенными в масле (размером менее 1 микрона).

Необходимо удерживать загрязнитель во взвешенном состоянии и не позволять ему образовывать скопления в масле, чтобы свести к минимуму повреждения и устранять загрязнитель при замене масла. Дисперсанты обычно бывают органическими и беззольными. При обычном анализе масла обнаружить их непросто.

Сочетание моющих и диспергирующих присадок позволяет нейтрализовать больше кислотных соединений и поддерживать большую часть загрязняющих частиц во взвешенном состоянии. Поскольку эти присадки выполняют функцию нейтрализации кислот и поддержания загрязняющих веществ во взвешенном состоянии, они в конечном счете исчерпывают свои свойства, и тогда требуется замена масла.

Противопенные агенты

Химические вещества в этой группе присадок обладают низким межфазным натяжением, что ослабляет стенки пузырьков в масле и позволяет пузырькам пены легко лопаться. Кроме того, они косвенно влияют на окисление, уменьшая контакт масла с воздухом.

Некоторые из этих присадок представляют собой нерастворимые в масле силиконовые материалы, которые не растворяются, а равномерно рассеиваются в масле. Как правило, потребная концентрация таких веществ очень мала. Если добавить слишком много противопенной присадки, может возникнуть обратный эффект, в результате чего усилится пенообразование и улавливание воздуха.

Модификаторы трения

Модификаторы трения обычно используются в моторных маслах и жидкостях для автоматических трансмиссий для изменения трения между компонентами двигателя и деталями трансмиссии. В двигателях упор делается на снижение трения с целью экономии топлива.

В трансмиссиях требуется улучшить сцепление фрикционных материалов. Модификаторы трения можно рассматривать как противоизносные присадки для более низких нагрузок, которые не активируются при нагреве от контакта.

Присадки, понижающие температуру застывания

Температура застывания масла – это самая низкая температура (приблизительная), при которой масло остается жидким. Кристаллы воска, образующиеся в парафиновых минеральных маслах, кристаллизуются (становятся твердыми) при низких температурах.

Твердые кристаллы образуют решетку, которая препятствует течению оставшегося жидкого масла.

Присадки этой группы уменьшают размер кристаллов парафина в масле и их взаимодействие друг с другом, сохраняя текучесть масла при низких температурах.

Деэмульгаторы

Деэмульгаторы предотвращают образование стабильной водно-масляной смеси или эмульсии, изменяя межфазное натяжение масла с тем, чтобы вода быстрее выделялась и отделялась от масла. Это важная характеристика смазочных материалов, подверженных воздействию пара или воды, благодаря которой свободная вода может осаждаться и легко сливаться в резервуар.

Эмульгаторы

Эмульгаторы используются в жидкостях для металлообработки на водно-масляной основе и огнестойких жидкостях для создания стабильной водно-масляной эмульсии. Эмульгирующую присадку можно сравнить с клеем, связывающим масло и воду вместе, так как обычно из-за межфазного натяжения и различий в удельном весе они отталкиваются друг от друга.

Биоциды

Биоциды часто добавляют в смазки на водной основе, чтобы контролировать рост бактерий.

Усилители клейкости

Усилители клейкости – это волокнистые материалы, используемые в некоторых маслах и консистентных смазках для предотвращения отбрасывания смазки с поверхности металла при вращательном движении.

Чтобы с присадками могли работать техники и другие конечные пользователи, присадки должны быть пригодны для использования в обычном смесительном оборудовании, стабильны при хранении, лишены неприятного запаха и должны быть нетоксичными в соответствии с обычными отраслевыми стандартами.

Поскольку многие из них представляют собой высоковязкие материалы, они, как правило, продаются производителям масел в виде концентрированных растворов в базовом масле.

Несколько ключевых моментов, связанных с присадками:

• Больше присадок – не всегда лучше. Когда речь идёт о присадках к маслам, больше – не всегда означает лучше.
• При добавлении присадки в масло зачастую достигается момент, когда дальнейшее увеличение её концентрации не приведёт к улучшению свойств масла, при этом характеристики масла могут даже начать ухудшаться. В других случаях эффективность присадки не растет, однако увеличивается ее срок службы.
• Увеличение концентрации одной присадки может привести к оптимизации одного свойства масла и ухудшить другое его свойство. Если нарушается заданный баланс концентрации присадок, может нарушиться общее качество масла.
• Некоторые присадки конкурируют между собой за одно и тоже место на металлической поверхности. Если в масло добавляется концентрированная противоизносная присадка, может снизиться эффективность ингибитора коррозии. В результате этого могут возникнуть проблемы, связанные с коррозией.

Как истощаются присадки

Очень важно понимать, что большая часть присадок расходуется и истощается из-за следующих факторов.

• «Разложение» или распад.
• «Адсорбция» на поверхности металла, частиц и воды.
• «Разделение» из-за осаждения или фильтрации.

Механизмы адсорбции и разделения включают массоперенос или физическое перемещение присадки.

В случае с многими присадками, чем дольше масло остается в эксплуатации, тем менее эффективно защищает оборудование оставшийся пакет присадок.

Когда пакет присадок ослабевает, вязкость увеличивается, начинает образовываться шлам, коррозионные кислоты начинают разъедать подшипники и металлические поверхности, и (или) начинается увеличение износа. Если используются масла низкого качества, эти проблемы начинают возникать гораздо раньше.

Именно по этим причинам всегда следует выбирать высококачественные смазочные материалы, отвечающие надлежащим отраслевым спецификациям (например, категориям обслуживания двигателей API). Приведенную ниже таблицу можно использовать в качестве руководства для более детального изучения типов присадок и их функций в составах моторных масел.

Из приведенной выше информации видно, у большей части масел, используемых для смазки оборудования, сложный химический состав. Это смеси химикатов, которые находятся в состоянии равновесия друг относительно друга, и этот баланс необходимо поддерживать.

Таким образом, следует избегать смешивания различных масел и добавления к ним дополнительных присадок.

Присадки и дополнительные кондиционеры для масел, предлагаемые на рынке автохимии

В продаже имеются сотни химических добавок и кондиционеров для масел. В некоторых специализированных областях или отраслях промышленности эти присадки могут использоваться для улучшения смазки.

Однако некоторые производители дополнительных смазочных материалов делают заявления о своих продуктах, которые преувеличены и (или) бездоказательны, а также не упоминают отрицательные побочные эффекты, которые может вызвать присадка.

Будьте очень осторожны при выборе и применении таких продуктов или, что еще лучше, избегайте их использования. Если вы хотите масло лучшего качества, просто купите лучшее масло, а его химический состав доверьте людям, которые знают, что делают.

Часто гарантия на масло и оборудование аннулируется при использовании сторонних присадок, так как окончательный состав масла никем не тестировался и не был одобрен. Будьте внимательны!

Собираясь использовать стороннюю присадку для решения какой-либо проблемы, рекомендуется помнить следующие правила.

Правило № 1

Некачественное масло нельзя преобразовать в продукт премиум-класса, просто добавив присадку. Покупать некачественное готовое масло и пытаться компенсировать его плохие смазывающие качества присадками – совершенно не логично.

Правило № 2

Некоторые лабораторные тесты могут дать ложноположительный результат. Некоторые добавки могут «обмануть» конкретный тест и дать положительный результат. Часто проводятся множественные испытания на окисление и износ, чтобы получить лучшее представление о характеристиках присадки. Затем проводятся фактические полевые испытания.

Правило № 3

Базовые масла могут растворять (нести) только определенное количество присадки. Таким образом, добавление сторонней присадки к маслу, имеющему низкий уровень растворимости или уже насыщенному присадками, может привести к тому, что присадка не растворится и останется на дне картера или поддона. В этом случае она никогда не сможет выполнять свою заявленную или предполагаемую функцию.

Если вы решите использовать присадку стороннего производителя, перед добавлением присадки или кондиционера масла в систему смазки примите следующие меры предосторожности.

• Определите, действительно ли есть проблема со смазкой. Например, загрязнение масла чаще всего связано с плохим обслуживанием или недостаточной фильтрацией, а не с плохими смазочными свойствами или некачественным маслом.
• Выберите подходящую дополнительную присадку или кондиционер для масла. Уделите время исследованию состава и совместимости различных продуктов, предлагаемых на рынке.
• Настаивайте на предоставлении фактических данных полевых испытаний, подтверждающих заявления об эффективности продукта.
• Проконсультируйтесь в авторитетной независимой лаборатории анализа масла. Перед добавлением сторонней присадки проверьте имеющееся масло как минимум дважды – так вы сможете сравнить полученный результат с исходным состоянием масла.
• После добавления присадки или кондиционера продолжайте регулярно проверять масло. Только такой сравнительный анализ позволит получить объективные данные об эффективности добавки.

Существует много противоречий, связанных с применением дополнительных присадок. Однако некоторые присадки к смазочным материалам действительно уменьшают или устраняют трение в некоторых механизмах, например, на направляющих станков, в высоконагруженных зубчатых передачах и некоторых гидравлических системах высокого давления.

• Автор статьи:

  Корпорация Noria

• Источник:

  Lubricant Additives — A Practical Guide

Сегодня в  продаже представлено большое количество различных присадок для двигателя в моторное масло и топливо. Выделяют противоизносные, антидымные, восстановительные, очищающие и другие составы.

Однако важно понимать, что любой двигатель разрабатывается с учетом того, что в нем будет использоваться только подходящая по параметрам, характеристикам и допускам смазочная жидкость (API, SAE и т.д.).

Далее мы поговорим о том, как меняются свойства смазочного материала, если было принято решение дополнительно залить загуститель масла в двигатель, а также на что можно рассчитывать после использования такой добавки.

Загустители моторного масла: что нужно знать

Итак, как уже было сказано выше,  загустители моторного масла представляют собой особые составы, которые позволяют эффективно увеличить вязкость базовой смазки.

Средства различных производителей могут отличаться по своей химической основе, имеют уникальные компоненты и т.д., при этом общий принцип действия у них похож.

Чаще присадки называют защитно-восстановительными комплексными кондиционерами металла, модификаторами трения, (геомодификаторы), ревитализантами (реметаллизант) и т.д.

В зависимости от компонентов, те или иные средства могут содержать в своем составе мельчайшие частицы различных  минералов и другие добавки. Такие составы маркетологи обычно называют защитными добавками с металлокерамикой (нанокерамическими присадками). Например, хорошо известны добавки в моторное масло с молибденом (молибденовые присадки).

Вернемся к «загустителям». Как известно, в процессе работы ДВС масло ко многим деталям подается не только под давлением, но и методом разбрызгивания и самотека. Это позволяет деталям качественно смазываться, так как коленчатый вал и другие подвижные узлы активно разбрызгивают достаточное количество смазки. Также вполне очевидно, что чем жиже масло, тем оно интенсивнее и быстрее разбрызгивается.

Однако не стоит забывать и о том, что в процессе эксплуатации мотора ЦПГ, КШМ, ГРМ и другие узлы и детали изнашиваются.  В результате происходит увеличение зазоров между стенкой цилиндра и поршнем, поршневые кольца «залегают» и теряют подвижность, стираются, покрываются нагаром. Также сальники клапанов становятся менее эластичными и т.д.

Такой износ  различных элементов приводит к попаданию большого количества смазки в камеру сгорания, двигатель начинает расходовать масло и дымить сизым масляным дымом. Как говорят опытные водители и автомеханики, начинается повышенный угар масла.

Однако важно понимать следующее — такой эффект будет очень непродолжительным.  Достаточно вспомнить то, о чем говорилось в начале статьи — каждый производитель рассчитывает двигатель для работы на масле со строго определенным индексом вязкости. Использование другой смазки, причем как более, так и менее вязкой, закономерно ухудшает смазывание нагруженных деталей и узлов.

Простыми словами, после использования загустителя двигатель перестает дымить и «есть» масло, но в значительной мере усиливается общий износ мотора. При этом защитные добавки, нанокомпоненты и дополнительные модификаторы трения в присадке также не в силах этому серьезно помешать.

Если добавить, что силовой агрегат, в который льют противодымные присадки, сам по себе обычно уже изношен, тогда можно в скором времени ожидать быстрого и окончательного выхода такого двигателя из строя после заливки загустителя масла.

Советы и рекомендации

Итак, если вы  решили применить загуститель масла для двигателя, тогда какое-то время силовой агрегат может работать относительно нормально, но в дальнейшем ремонт этого мотора может обойтись намного дороже.

Получается, такое решение больше подходит для ДВС, которые фактически «доживают» последние дни, причем восстанавливать такой агрегат в дальнейшем не планируется по тем или иным причинам.

Это значит, что под нагрузками или на высоких оборотах вполне могут возникать локальные перегревы. Зачастую такое ухудшение охлаждения приводит к детонации двигателя, оплавлению поршней, прогару клапанов и т.д.

Становится понятно, что если владелец намерен позже отремонтировать мотор (планируется переборка или капремонт), тогда использовать загустители масла и другие похожие составы крайне не рекомендуется. Следует ограничиться  только регулярным доливом подходящего  для данного двигателя базового масла. Добавим, что в тех случаях, когда расход на угар слишком большой, можно сменить тип используемого масла на один из наиболее вязких вариантов.

При этом такой вариант должен быть обязательно указан в списке допустимых по вязкости масел для того или иного ДВС. Другими словами, если в мануале написано, что в конкретном двигателе можно использовать как масло 5W30, так и 10W40, тогда вполне можно перейти на более вязкую смазку с индексом 10W40, причем без риска сильно навредить силовому агрегату.

Подведем итоги

Как видно, добавки, загустители и присадки в моторное масло способны в той или иной степени обеспечить заявленный эффект, однако он будет кратковременным. Более того, последствия для двигателя после использования  различных составов вполне могут оказаться  достаточно серьезными.

В ряде случаев такой двигатель в дальнейшем становится  попросту нецелесообразно восстанавливать в экономическом плане, то есть выгоднее и проще приобрести контрактный мотор (сделать свап двигателя).

Это позволяет далее продать машину по завышенной цене, которая в реальности никак не соответствует техническому состоянию транспортного средства.